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文本内容:
无机非金属材料一一同步学习必备知识
5.3无机非金属材料
5.34^知遮机理
一、硅酸盐材料概念由硅、气和金属组成的化合物的总称i6常用二氧化硅和金属氧合形式表示其组成氧化物的排列顺序活泼金属氧化物—较活泼金属氧化物一二氧化硅一水书写形式/-----------------------氧化物间以隔开表示配置原则各元素原子总个数比值符合原来的组成化学计量数/--------------------------------------------------------------------------------—-------若出现分数时应化为整数{iW^NaSiONa20sl6长石KAlSsOgK0A1O6S1O223223俗名泡花碱、水玻璃最简单的硅酸盐——NaSiO物理性质白色固体,易溶「水23硅酸盐材料化学性质NaSiC3+2HCl=2NaCH-H2SiO3l2原料黏上制备过程原料经一温烧结而成陶瓷,主要成分成分藐卜特点抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘\用途建筑材料、绝缘材料、口用器皿、卫生洁具原料纯碱Na2c
5、石灰石CaCCh、石英砂SiO设备玻璃窑[制备过程赢“经混合、粉碎.在玻璃密中熔融.发生复杂的物理和化学变化而制得水泥L-,卜特点破」是小•晶体.称为玻璃态物质,无固定熔点.在某•温境范围内软化可加」:成制品卜上要成分硅酸钠N
⑦SiCh、硅酸钙CaSiC
3、氧化硅SiO用途建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维主要原料:石灰石、黏土/-----------辅助原料适量的/目设备水泥回转窑V原料与其他辅料经混合、研磨后在水泥H转弯中烟烧.发生复杂的物、玻璃[制备过程理和化学变化,加入适量石膏调W水泥硬化速率.再磨成细粉即得卜上要成分硅酸三钙3CaO SiO
2、硅酸..钙2CaO Si、铝酸三钙GCaO AbCh,特点具有水硬件.•与水掺和搅拌并静置•看.很容易凝固变硬、用途用于建筑和水利工程
二、新型硅酸盐材料存在硅在地壳中的含量仅次于氧,在地壳中含量居第二位物理性质熔点高、硬度大、不溶于水存在形式化合态结构最外层电r数为4个,既难失去电r,也难得到电子高纯硅制备用途半导体材料、芯片、太阳能电池结晶硅存在「无定型硅物理性质固体,难溶于水,熔、沸点高,硬度大新SiO+2NaOH=Na SiO+H2O酸性氧化物通性----------型223Z无机、化学性质(SiO2+CaO=CaSiO3二氧化硅非SiO+2C=Si+2COt制备单质硅金2属、特性SIO+4HF=SIF4+2H O雕刻玻璃基本的建筑材22材料料/制作光导纤维用途_三----------------------------------石英用烟水晶和玛瑙制作饰物和匚艺品高温结构陶瓷压电陶瓷透明陶瓷超导陶瓷新型陶瓷富勒烯碳碳纳米材料纳米管石墨烯【例】
11.“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来是赞誉越窑秘色青瓷的诗句,描绘我国古代精美的A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英青瓷工艺品,玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品,下列有关说法中正确的是C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐电方法技巧
1.玻璃、水泥、陶瓷等均为混合物2,生产水泥与陶瓷的共同原料是黏土,生产水泥与玻璃的共同原料是石灰石
3.生产玻璃涉及的两个主要化学反应高温高温Na2cCh+SiO NaSiO3+CO2T、CaCO+SiO CaSiO+CO2T22323帚考点演练
2.下列物质不属于硅酸盐的是A.粘土B.石英C.A12Si O5OH4D.Mg SiO
2243.下列关于硅酸盐材料的说法错误的是A.生活中常见的硅酸盐材料有玻璃、水泥、陶瓷B.生产陶瓷的主要原料是黏土C.普通玻璃的主要成分只有SiChD.普通硅酸盐水泥的生产以石灰石和黏土为主要原料
4.昆仑玉的成分可简单看作Ca2Mg5Si8O22OH2,则用氧化物的形式可表示为A.CaOMgOSiO2H2B.2CaO・5MgO・8SiO2H2C.5CaO・2MgO・8SiO2H2O新曼无新库金工材行【例】
25.单晶硅是制作电子集成电路的基础材料科学家预计,到2011年一个电脑芯片上将会集成10亿个晶体管,其功能远比我们想象的要大的多,这对硅的纯度要求很高.用化学方法可制得高纯度硅,其化学方程式为
①SiO2+2C Si+2C0T
②Si+2cI2SiCh
③SiC14+2H2/Si+4HCL下列对上述三个反应的叙述中,不正确的是A.
①③为置换反应B.
②为化合反应C.
①②③均为氧化还原反应D.三个反应的反应物中硅元素均被还原【例】
36.近年来科学家制造出大量的新物质,对下列三种物质的相关说法错误的是石墨烯从石墨中分离出石墨快平面网状结构的全纳米碳管具有优良的场发射来,是最薄、最坚硬的纳米碳分子,具有优良的化学稳性能,制作成阴极显示管、储氢定性材料材料A.石墨烯具有良好的导电性B.上述三种物质与金刚石互为同素异形体C.石墨烘孔径略大于H2分子的直径,可作H2的提纯薄膜D.上述三种物质与浓硫酸都能发生反应,但反应产物不同伤方嬴5注意区分硅和二氧化硅的用途⑴硅作半导体材料,利用的是其导电性,其传导的是电2二氧化硅作光导纤维,利用的是其传导信号几乎不减弱的优异性能,其传导的是光或信号福正通
7.下列物质不与二氧化硅反应的是A.烧碱B.氢氟酸C.硝酸D.生石灰
8.光导纤维成为信息社会必不可少的高技术材料,下列物质用于制造光导纤维的是A.二氧化硅B.大理石C.铝合金D.金刚石
9.下列说法错误的是A.硅是制造太阳能电池的常用材料B.二氧化硅是制造光导纤维的材料C.常温下硅性质活泼,可以与氯气、强酸、强碱溶液等起反应D.水玻璃可用作木材防火剂
10.我国及美国、日本等国家都已研制出了一种陶瓷柴油机,这种柴油机的发动机部件的受热面是用一种耐高温且不易传热的材料来制造的,这种材料是A.普通硅酸盐陶瓷B.氮化硅陶瓷C.光导纤维D.玻璃钢4^柘覆
11.硅元素在周期表中的位置是A.第三周期IVA族B.第二周期IVA族C.第二周期VIA族D.第三周期VIA族
12.下列物质中,不含有硅酸盐的是A.水玻璃B.硅芯片C.黏土D.普通水泥
13.下列物质中主要成分不是二氧化硅的是A.干冰B.水晶C.玛瑙D.硅石
14.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A.
①②B.
②③C.
①④D.
③④
15.关于二氧化硅,下列叙述不正确的是A.水晶的主要成分是二氧化硅B.二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别C.二氧化硅不溶于水,也不能跟水起反应生成酸D.二氧化硅是一种酸性氧化物,它不跟任何酸起反应
16.下列应用利用的是含硅物质的氧化性的是()A.用硅制造集成电路、晶体管等半导体器件B.在野外,用硅、消石灰、烧碱的混合物制取氢气Si+CaOH,+2NaOHNa SiO+CaO+2H T232高温小C.金刚砂的制备SiO+3C—SiC+2COt2高温小D.单质硅的制备:SiO2+2C^Si+2COt
17.从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下:高温
①SiCh+2C^Si(粗)+2C0f_A
②Si(粗)+2C12=SiCk
③SiC14+2H23Si(纯)+4HCl关于上述反应的叙述不正确的是()A.
①③是置换反应,
②是化合反应B.高温下,焦炭与氢气的还原性均强于硅C.任一反应中,每消耗或生成28g硅,均转移4moi电子D.高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅
18.硅酸铜钢是当今用最新科学技术合成的一种物质,然而,科学家惊奇地发现,我国秦朝兵马俑用的一种颜料竟也是硅酸铜钢依据以上事实推测下列关于硅酸铜钢的说法错误的是A.硅酸铜钢属于硅酸盐B.硅酸铜钢难溶于水C.硅酸铜钢难被氧化D.硅酸铜钢易溶于水
19.《厉害了,我的国》“中国名片”中航天、军事、天文等领域的发展受到世界瞩目它们与化学有着密切联系下列说法正确的是A.“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁,属于新型无机非金属材料B.“复兴号”车厢连接处关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于无机非金属材料C.“神舟十一号“宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料D.“天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅
20.近年来,具有特殊性质的新型无机非金属材料迅速发展,下列有关新型无机非金属材料的叙述不正确的是A.新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的许多缺点B.碳化硅的硬度大、熔点高,可用于制作高温结构陶瓷和轴承C.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料,可用于制造发动机,其化学式为Si3N4D.合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
21.请回答下列问题⑴耐辐照石英玻璃是航天器姿态控制系统的核心元件石英玻璃的成分是_________(填化学式),该物质的类别属于(填“碱性氧化物”或“酸性氧化物”),实验室中不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放KOH溶液,原因是_______(用离子方程式表示)
(2)硅在地壳中的含量较高,硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用
①1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时,得到一种“金属这种“金属”可能是一o
②玻璃是常用的硅酸盐材料,生产普通玻璃的主要材料有,其制备过程中涉及的主要化学方程式为O
22.晶体硅(熔点1410℃)是良好的半导体材料由粗硅制纯硅的过程如下.高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅;200350℃I(Si+3HC1SiHCh+H);323与过量的H2在1100〜1200C的温度下反应制得纯硅,已知SiHCb能与水剧烈反应⑴第一步用焦炭与石英砂制取粗硅,其反应的化学方程式为;上述反应中的氧化剂是,还原剂是_______o⑵粗硅与HC1气体反应完全后,经冷凝得到的SiHCh(沸点
33.0℃)中含有少量SiC14(沸点
57.6C)和HC1(沸点-
84.7C),提纯SiHCb采用的方法为⑶实验室用SiHCh与过量的比反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去)令稀硫酸含-SiHCh,-------尾气处理石英管装置略去
①装置B中的试剂是_______,装置C中的烧杯需要加热,目的是_________o
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是_______,装置D不能采用普通玻璃管的原因是_______,装置D中发生反应的化学方程式是________o
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及
23.已知下列物质有如图所示转化关系,水和部分产物已略去,
①①X为不溶于水的坚硬固体,Z无固定熔点,是现代建筑中不可缺少的装饰材料;
②无色气体A是引起温室效应的主要气体;
③B、D均为难溶于水的白色固体;
④高纯度的F是制造电脑芯片的一种非金属单质据此回答下列问题1B的化学式是_______,F的名称是_________o2由X、Y制F的过程中,Y作填“氧化”或“还原”剂⑶转化
①的化学方程式为o⑷转化
②A少量的离子方程式为o。